(57)【要約】【課題】ＴｉＳｉＸ／Ｔｉ膜またはＴｉＳｉＸ／Ｔｉ／ＴｉＮ膜を連続的に蒸着できるインシチュ薄膜蒸着方法を提供する。【解決手段】インシチュ薄膜蒸着方法は、内部にロボットアーム１１が設置される移送チャンバ１０と、移送チャンバ１０にクラスタータイプに設置されて内蔵された基板Ｗ上に薄膜を蒸着する複数個のチャンバ２０、３０、５０とを備える薄膜蒸着装置を利用して、基板Ｗ上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着するに際し、任意のチャンバに、Ｔｉ元素を含む第１反応ガスとＳｉ元素を含む第２反応ガスとを供給し、チャンバ２０の内部にプラズマを印加して、基板ＷにＴｉＳｉＸ膜を蒸着し、基板Ｗを移送チャンバ１０を介して他のチャンバ３０に移送した後、ＴｉＳｉＸ膜上にＴｉＮ薄膜を蒸着する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にロボットアームが設置される移送チャンバと、前記移送チャンバにクラスタータイプに設置されて内蔵された基板上に薄膜を蒸着する複数個のチャンバとを備える薄膜蒸着装置を利用して、前記基板上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着するインシチュ薄膜蒸着方法であって、
任意のチャンバに、Ｔｉ元素を含む第１反応ガスとＳｉ元素を含む第２反応ガスとを供給して、前記基板にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップと、
前記基板を移送チャンバを介して他のチャンバに移送させた後、前記ＴｉＳｉＸ膜上にＴｉＮ薄膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップと、を含むことを特徴とするインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２】
内部にロボットアームが設置される移送チャンバと、前記移送チャンバにクラスタータイプに設置されて内蔵された基板上に薄膜を蒸着する複数個の第１チャンバから第４チャンバとを備える薄膜蒸着装置を利用して、前記基板上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着するインシチュ薄膜蒸着方法であって、
任意のチャンバに、Ｔｉ元素を含む第１反応ガスとＳｉ元素を含む第２反応ガスとを供給して、前記基板にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップと、
前記ＴｉＳｉＸ膜上にグルー層としてＴｉ膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップと、
前記基板を他のチャンバに移送させた後、前記Ｔｉ膜上にＴｉＮ膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップと、を含むことを特徴とするインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項３】
前記Ｔｉ膜の蒸着ステップは、前記ＴｉＳｉＸが蒸着された基板を他のチャンバに移送させた後で行われることを特徴とする請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項４】
前記ＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップは、前記チャンバの内部にプラズマを印加するプラズマＡＬＤ方式またはプラズマＣＶＤ方式で行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項５】
ＴｉＳｉＸまたはＴｉＳｉＸ／Ｔｉ膜が形成された基板を、前記移送チャンバを通じて後処理用のチャンバに移送して、Ｈ元素を含む後処理ガスを基板上に噴射することによって、薄膜内の不純物含量を減らす後処理ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項６】
前記後処理ガスにＮ元素を含むガスをさらに含めて、前記基板上に噴射することによって、前記薄膜内の不純物含量を減らすと共に、前記薄膜の上部表面を窒化させることを特徴とする請求項５に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項７】
前記後処理ステップは、前記後処理用のチャンバの内部にプラズマを印加して行うことを特徴とする請求項６に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項８】
前記第１反応ガスはＴｉＣｌ４、ＴＥＭＡＴｉ、ＴＤＭＡＴｉからなる群から選択されたいずれか一つであり、前記第２反応ガスはＳｉＨ４、ＤＣＳからなる群から選択されたいずれか一つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項９】
前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、前記チャンバの圧力を０．１〜１０Ｔｏｒｒの範囲に維持し、前記基板の温度を５５０℃以下に維持して行われることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１０】
前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、プラズマＡＬＤ方式で行われ、パージガスとしてＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｎ２からなる群から選択される少なくとも一つまたは二つ以上の混合ガスを利用することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１１】
前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、プラズマＡＬＤ方式で行われ、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップと、前記基板上に前記第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップとを同時に行う工程と、
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復する工程とを含むｉＸことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１２】
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、前記第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１３】
前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、プラズマＡＬＤ方式で行われ、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップと、前記基板上に前記第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップと、基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップとを同時に行い、
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するが、
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップを含み、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第２反応ガスのインパルス以後に行われて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まると同時に終了されるものであって、前記パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１４】
前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、プラズマＡＬＤ方式で行われ、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップと、前記基板上に前記第２反応ガスを不連続的に噴射する第２反応ガスの不連続フィーディングステップと、前記基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップとを同時に行い、
前記第２反応ガスの不連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するが、
前記第２反応ガスの不連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップと、前記第２反応ガスのインパルスステップ以後と次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まると同時に終了される第２反応ガスのフィーディング停止ステップとを含み、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第２反応ガスのフィーディング停止ステップと同時に行われるものであって、前記パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１５】
前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、プラズマＡＬＤ方式で行われ、
前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップと、前記第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップと、前記基板上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するが、
前記第２反応ガスのフィーディングステップ途中に始まっていて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まる前に終了されるプラズマ印加ステップを共に行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１６】
前記サイクルが反復される間に、基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップをさらに行い、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１７】
前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、プラズマＡＬＤ方式で行われ、
前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップと、前記第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップと、前記基板上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復し、
前記サイクルが反復される間に、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップを行うことによって、前記基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１８】
前記サイクルが行われる間に、前記基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップをさらに行い、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって第２反応ガスのフィーディングステップが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第１パージガスのインパルスステップと、前記第２反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップ以前までに行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２パージガスのインパルスステップと、を含むことを特徴とする請求項１７に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項１９】
内部にロボットアームが設置される移送チャンバと、前記移送チャンバにクラスタータイプに設置されて内蔵された基板上に薄膜を蒸着する複数個のチャンバとを備える薄膜蒸着装置を利用して、前記基板上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着するインシチュ薄膜蒸着方法であって、
任意のチャンバに、Ｔｉ元素を含む第１反応ガスとＨ元素を含む第２反応ガスとを交互に供給して、前記基板にＴｉ膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップと、
Ｓｉ下地膜と前記Ｔｉ膜とが結合反応を起こすように、別途の熱エネルギーを供給して、ＴｉＳｉＸ抵抗性の接触領域を形成する熱エネルギー供給ステップと、
前記基板を移送チャンバを介して他のチャンバに移送させた後、前記Ｔｉ及びＴｉＳｉＸ抵抗性の接触領域上にＴｉＮ膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップと、を含むことを特徴とするインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２０】
前記Ｔｉ膜の蒸着ステップは、前記チャンバの内部にプラズマを印加するプラズマＡＬＤ方式で行われることを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２１】
Ｔｉ膜が形成された基板を、前記移送チャンバを通じて後処理用のチャンバに移送して、Ｈ元素を含む後処理ガスを基板上に噴射することによって、薄膜内の不純物含量を減らす後処理ステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２２】
前記後処理ガスにＮ元素を含むガスをさらに含めて、前記基板上に噴射することによって、前記Ｔｉ膜内の不純物含量を減らすと共に、前記Ｔｉ膜の上部表面を窒化させることを特徴とする請求項２１に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２３】
前記後処理ステップは、前記後処理用のチャンバの内部にプラズマを印加して行うことを特徴とする請求項２２に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２４】
前記第１反応ガスとしてＴｉＣｌ４、ＴＥＭＡＴｉ、ＴＤＭＡＴｉからなる群から選択されたいずれか一つを使用し、前記第２反応ガスとしてＨ２を使用することを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２５】
前記Ｔｉ膜は、前記チャンバの圧力が０．１〜１０Ｔｏｒｒ範囲で維持され、前記基板の温度が５５０℃以下に維持された状態で蒸着されることを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２６】
パージガスとしてＡｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｎ２からなる群から選択される少なくとも一つまたは二つ以上の混合ガスを利用することを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２７】
前記Ｔｉ薄膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップは、
前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップと、プラズマ連続印加ステップと同時に行われるものであって、前記基板上に前記第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップと、を含み、
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復することによって、前記基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着することを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２８】
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、前記第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項２９】
前記Ｔｉ薄膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップは、
前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップと、前記基板上に前記第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップと、基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップと、を含み、
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復し、
前記第２反応ガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップを含み、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第２反応ガスのインパルス以後に行われて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まると同時に終了されるものであって、前記パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含むことを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項３０】
前記Ｔｉ薄膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップは、
前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップと、前記基板上に前記第２反応ガスを不連続的に噴射する第２反応ガスの不連続フィーディングステップと、前記基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップと、を含み、
前記第２反応ガスの不連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉ膜を蒸着するが、
前記第２反応ガスの不連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップと、前記第２反応ガスのインパルスステップ以後と次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まると同時に終了される第２反応ガスのフィーディング停止ステップと、を含み、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第２反応ガスのフィーディング停止ステップと同時に行われるものであって、前記パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含むことを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項３１】
前記Ｔｉ薄膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップは、
前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップと、前記第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップと、前記基板上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉ膜を蒸着するが、
前記第２反応ガスのフィーディングステップ途中に始まっていて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まる前に終了されるプラズマ印加ステップを共に行うことを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項３２】
前記サイクルが反復される間に、基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップをさらに行い、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項３３】
前記Ｔｉ薄膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップは、
前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップと、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップと、前記第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップと、前記基板上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップとから構成されるサイクルを反復し、
前記サイクルが反復される間に、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップを行うことによって、前記基板上にＴｉ膜を蒸着することを特徴とする請求項１９に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【請求項３４】
前記サイクルが行われる間に、前記基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップをさらに行い、
前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第１パージガスのインパルスステップと、前記第２反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップ以前まで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２パージガスのインパルスステップと、を含むことを特徴とする請求項３３に記載のインシチュ薄膜蒸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜蒸着方法に係り、特に相対的に低温及び低電力のプラズマを印加した状態で、基板上にＴｉＳｉＸ／ＴｉまたはＴｉＳｉＸ／Ｔｉ／ＴｉＮ膜を連続的に蒸着できるインシチュ（in-situ）薄膜蒸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体業界は、回路線幅の超微細化と共に持続的に薄膜蒸着温度の低温化を推進しており、多くの工程部門で所期の成果を得ている。しかし、バリヤーメタル蒸着工程においては、まだ基板の温度を６００℃以上に維持した状態で行う高温工程を採用している。特に、Ｔｉ／ＴｉＮ連続工程の場合、伝統的なＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法では、素子のコンタクトにＴｉＳｉＸという抵抗性領域を形成させるために、ほぼ６００℃以上の基板温度を維持しており、素子の損傷防止のために低電力のプラズマ印加工程が要求されている。
【０００３】
しかし、基板温度を高温に維持し、低電力のプラズマを印加することは、膜の純度を良好にして速い蒸着速度を得るのに不利である。したがって、基板の低温化及び低電力のプラズマ印加を通じて、コンタクトバリヤーメタル工程を行うことができる薄膜蒸着方法を開発することが重要な課題として残っている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、前記のような課題を解決するためのものであって、基板上に抵抗性領域としてＴｉＳｉＸ膜を蒸着し、ＴｉＳｉＸ膜上にＴｉまたはＴｉ／ＴｉＮ膜を連続的及び効果的に蒸着できるインシチュ薄膜蒸着方法を提供することである。
【０００５】
本発明の目的は、６００℃以下の低温状態で低電力のプラズマを印加して、ＴｉＳｉＸ膜にＴｉまたはＴｉ／ＴｉＮ膜を連続的に蒸着できるインシチュ薄膜蒸着方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するために、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法は、内部にロボットアームが設置される移送チャンバ、及び前記移送チャンバにクラスタータイプに設置されて内蔵された基板上に薄膜を蒸着する複数個のチャンバを備える薄膜蒸着装置を利用して、前記基板上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着するために、任意のチャンバにＴｉ元素を含む第１反応ガスとＳｉ元素を含む第２反応ガスとを供給して、前記基板にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップ、及び前記基板を移送チャンバを介して他のチャンバに移送させた後、前記ＴｉＳｉＸ膜上にＴｉＮ薄膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップを含むことを特徴とする。
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法は、内部にロボットアームが設置される移送チャンバ、及び前記移送チャンバにクラスタータイプに設置されて内蔵された基板上に薄膜を蒸着する複数個の第１チャンバから第４チャンバを備える薄膜蒸着装置を利用して、前記基板上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着するために、任意のチャンバにＴｉ元素を含む第１反応ガスとＳｉ元素を含む第２反応ガスとを供給して、前記基板にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップ、前記ＴｉＳｉＸ膜上にグルー層としてＴｉ膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップ、及び前記基板を他のチャンバに移送させた後、前記Ｔｉ膜上にＴｉＮ膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明において、前記ＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップは、前記チャンバの内部にプラズマを印加するプラズマＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式またはプラズマＣＶＤ方式で行われる。
【０００９】
本発明において、前記ＴｉＳｉＸまたはＴｉＳｉＸ／Ｔｉ膜が形成された基板を、前記移送チャンバを通じて後処理用のチャンバに移送して、Ｈ元素を含む後処理ガスを基板上に噴射することによって、薄膜内の不純物含量を減らす後処理ステップをさらに含む。
【００１０】
本発明において、前記ＴｉＳｉＸ薄膜の蒸着ステップは、プラズマＡＬＤ方式で行われ、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップと、前記基板上に前記第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップとを同時に行い、前記第２反応ガスの連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップ、及び前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップから構成されるサイクルを反復することによって、前記基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。前記第２反応ガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、前記第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップをさらに含む。
【００１１】
本発明において、前記ＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップ、前記基板上に前記第２反応ガスを連続的に一定の規定流量で噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップ、及び基板上に少量のパージガスを一定の規定流量で連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップを同時に行い、前記第２反応ガスの連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップ、及び前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するが、前記第２反応ガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップを含み、前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第２反応ガスのインパルス以後に行われて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まると同時に終了されるものであって、前記パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含む。
【００１２】
本発明において、前記ＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップ、前記基板上に前記第２反応ガスを不連続的に噴射する第２反応ガスの不連続フィーディングステップ、及び前記基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップを同時に行い、前記第２反応ガスの不連続フィーディングステップが行われる間に、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップ、及び前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するが、前記第２反応ガスの不連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのパージステップ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップ、及び前記第２反応ガスのインパルスステップ以後と次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まると同時に終了される第２反応ガスのフィーディング停止ステップを含み、前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第２反応ガスのフィーディング停止ステップと同時に行われるものであって、前記パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含む。
【００１３】
本発明において、前記ＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップ、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップ、前記第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップ、及び前記基板上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップから構成されるサイクルを反復することによって、基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するが、前記第２反応ガスのフィーディングステップ途中に始まっていて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップが始まる前に終了されるプラズマ印加ステップを共に行う。
【００１４】
本発明において、前記サイクルが反復される間に、基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップをさらに行い、前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップを含む。
【００１５】
本発明において、前記ＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、前記第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップ、前記基板に吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップ、前記第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップ、及び前記基板上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップから構成されるサイクルを反復し、前記サイクルが反復される間に、前記チャンバに電源を供給して、前記チャンバ内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップを行うことによって、前記基板上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。前記サイクルが行われる間に、前記基板上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップをさらに行い、前記少量パージガスの連続フィーディングステップは、前記第１反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第１パージガスのインパルスステップ、及び前記第２反応ガスのフィーディングステップ以後に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップ以前まで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２パージガスのインパルスステップを含む。
【００１６】
前記の目的を達成するために、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法は、内部にロボットアームが設置される移送チャンバ、及び前記移送チャンバにクラスタータイプに設置されて内蔵された基板上に薄膜を蒸着する複数個のチャンバを備える薄膜蒸着装置を利用して、前記基板上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着するために、任意のチャンバにＴｉ元素を含む第１反応ガスとＨ元素を含む第２反応ガスとを交互に供給して、前記基板にＴｉ膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップ、Ｓｉ下地膜と前記Ｔｉ膜とが結合反応を起こすように、別途の熱エネルギーを供給して、ＴｉＳｉＸ抵抗性の接触領域を形成する熱エネルギー供給ステップ、及び前記基板を移送チャンバを介して他のチャンバに移送させた後、前記Ｔｉ及びＴｉＳｉＸ抵抗性の接触領域上にＴｉＮ膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法によれば、基板上に抵抗性領域としてＴｉＳｉＸ膜を蒸着し、ＴｉＳｉＸ膜上にＴｉまたはＴｉ／ＴｉＮ膜を連続的及び効果的に蒸着できる。また、６００℃以下の低温状態で低電力のプラズマを印加して、ＴｉＳｉＸ膜にＴｉまたはＴｉ／ＴｉＮ膜を連続的に蒸着できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法を、添付された図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施例によるインシチュ薄膜蒸着方法を行うクラスタータイプの薄膜蒸着装置の概略的な構成を示す。図２は、本発明の第１実施例の薄膜蒸着方法により、基板ＷにＴｉＳｉＸ／ＴｉＮ膜が形成された膜構造を示す。基板Ｗは例えばシリコンのような半導体基板である。
【００１９】
図１に示すクラスタータイプの薄膜蒸着装置は、内部にロボットアーム１１が設置される移送チャンバ１０、移送チャンバ１０にクラスタータイプに設置されて内蔵された基板Ｗ上に薄膜を蒸着する複数個のチャンバ２０、３０、５０、複数個の基板Ｗが積載されるＬＰＭ（Ｌｏｒｄ Ｐｏｒｔ Ｍｏｄｕｌｅ）６５が設置される移送装置６０、及び移送チャンバ１０と移送装置６０とを連結させるロードロック７０を備える。かかるクラスタータイプの薄膜蒸着装置を利用して、基板Ｗ上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着する。これを詳細に説明する。
【００２０】
まず、任意のチャンバ、一例として第１チャンバ２０に、Ｔｉ元素を含む第１反応ガスとＳｉ元素を含む第２反応ガスとを供給して、基板Ｗ、厳密には層間絶縁膜Ｉに形成されたコンタクトホールＦの内周にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップＳ１０（図示せず）を行う。ＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップＳ１０は、第１チャンバ２０の内部にプラズマを印加するプラズマＡＬＤ方式またはプラズマＣＶＤ方式で行われることが望ましい。
【００２１】
基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着した後、基板Ｗを移送チャンバ１０を通じて後処理用の第３チャンバ５０に移送して、Ｈ元素を含む後処理ガスを基板Ｗ上に噴射することによって、薄膜内の不純物含量を減らす後処理ステップＳ１５（図示せず）を行う。後処理ガスがＮ元素を含むガスを含む場合、薄膜内の不純物含量を減らすと共に薄膜の上部表面を窒化させることができる。かかる後処理ステップＳ１５は、第３チャンバ５０の内部にプラズマを印加して行うことが望ましい。  ここで、ＴｉＳｉＸ膜を蒸着するための第１反応ガスとして、ＴｉＣｌ４、ＴＥＭＡＴｉ、ＴＤＭＡＴｉからなる群から選択されたいずれか一つを使用し、第２反応ガスとして、ＳｉＨ４、ＤＣＳからなる群から選択されたいずれか一つを使用する。また、ＴｉＳｉＸ膜は、第１チャンバ２０の圧力が０．１〜１０Ｔｏｒｒ範囲に維持され、基板Ｗの温度が５５０℃以下に維持された状態で蒸着される。
【００２２】
また、ＴｉＳｉＸ膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、パージガスを第１チャンバ２０に供給することによってパージを行うが、パージガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｎ２からなる群から選択される少なくとも一つまたは二つ以上の混合ガスを利用する。
【００２３】
次いで、基板Ｗを移送チャンバ１０を介して他のチャンバ、例えば第２チャンバ３０に移送させた後、ＴｉＳｉＸ膜上にＴｉＮ薄膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップＳ３０を行う。そして、ＴｉＮ膜に金属プラグＦを蒸着して配線Ｐ（アルミニウム、タングステン等）を形成することによって、図２に示した膜構造が完成される。
【００２４】
次に、前記のＴｉＳｉＸ膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１実施形態の実施例を説明する。
図３は、図２のＴｉＳｉＸ膜を形成するための第１実施例の工程シーケンスを示す。
【００２５】
図３に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、及び基板Ｗ上に第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２を同時に行い、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２が行われる間に、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。
【００２６】
図４は、図２のＴｉＳｉＸ膜を形成するための第２実施例の工程シーケンスを示す。
図４に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第２実施例は、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、及び基板Ｗ上に第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２を同時に行い、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２が行われる間に、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。
【００２７】
第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａを含む。すなわち、第２実施例が第１実施例と異なる点は、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われる第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａを含む点である。
【００２８】
図５は、図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第３実施例の工程シーケンスを示す。
図５に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第３実施例は、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、基板Ｗ上に第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２、及び基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を同時に行い、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２が行われる間に、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。
【００２９】
第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａを含む。
【００３０】
また、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのインパルス以後に行われて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まると同時に終了されるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む。
【００３１】
すなわち、第３実施例が第２実施例と異なる点は、サイクルが行われる間に行われる少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を含み、その少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａが終了されると同時に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まると同時に終了されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む点である。
【００３２】
図６は、図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第４実施例の工程シーケンスを示す。
図６に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第４実施例は、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、基板Ｗ上に第２反応ガスを不連続的に噴射する第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２、及び基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を同時に行い、第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２が行われる間に、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。
【００３３】
第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップＳ１１２ａ、及び第２反応ガスのインパルスステップＳ１１２ａ以後と次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まると同時に終了される第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂを含む。
【００３４】
また、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂと同時に行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む。
【００３５】
すなわち、第４実施例が第３実施例と異なる点は、第２反応ガスが不連続的にフィーディングされる第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２を含む点と、その第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２は、第２反応ガスのインパルスステップＳ１１２ａ、及び第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂを有する点である。また、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂと同時に行われるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを有する点である。
【００３６】
図７は、図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第５実施例の工程シーケンスを示す。
図７に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第５実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。
【００３７】
サイクルが反復される間に、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを印加するプラズマ印加ステップＳ１１１を行うが、プラズマ印加ステップＳ１１１は、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａの途中に始まっていて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まる前に終了される。
【００３８】
図８は、図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第６実施例の工程シーケンスを示す。
図８に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第６実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復し、そのサイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を行うことによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。
【００３９】
サイクルが反復される間に、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを印加するプラズマ印加ステップＳ１１１を行うが、プラズマ印加ステップＳ１１１は、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ途中に始まっていて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まる前に終了される。
【００４０】
ここで、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップ１２ａが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む。
【００４１】
すなわち、第６実施例が第５実施例と異なる点は、サイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を含む点と、その少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップ１２ａ以前まで行われるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む点とである。
【００４２】
図９は、図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第７実施例の工程シーケンスを示す。
図９に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第７実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復し、そのサイクルが反復される間に、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１を行うことによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ膜を蒸着する。
【００４３】
図１０は、図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第８実施例の工程シーケンスを示す。
図１０に示すように、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第８実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復し、そのサイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４、及び第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１を同時に行うことによって、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ薄膜を蒸着する。
【００４４】
少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第１パージガスのインパルスステップＳ１４ａ、及び第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ以後に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´以前まで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２パージガスのインパルスステップＳ１４ｂを含む。
【００４５】
すなわち、第８実施例が第７実施例と異なる点は、サイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を含む点と、その少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａが始まるまで行われる第１パージガスのインパルスステップＳ１４ａ、及び第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ以後に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´以前まで行われる第２パージガスのインパルスステップＳ１４ｂを含む点である。
【００４６】
次に、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第２実施形態を、添付された図面を参照して説明する。
図１１は、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第２実施形態を行うクラスタータイプの薄膜蒸着装置の概略的な構成を示す図面であり、図１２は、本発明の薄膜蒸着方法の第２実施形態により、基板にＴｉＳｉＸ／Ｔｉ／ＴｉＮ膜が形成された膜構造を示す。
【００４７】
図１１に示すように、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第２実施形態は、内部にロボットアーム１１が設置される移送チャンバ１０、移送チャンバ１０にクラスタータイプに設置されて内蔵された基板Ｗ上に薄膜を蒸着する複数個の第１チャンバから第４チャンバ２０、３０、４０、５０、複数個の基板Ｗが積載されるＬＰＭ６５が設置される移送装置６０、及び移送チャンバ１０と移送装置６０とを連結させるロードロック７０を備えるクラスタータイプの薄膜蒸着装置からなる。かかるクラスタータイプの薄膜蒸着装置を利用して、基板Ｗ上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着する。
【００４８】
まず、任意のチャンバ、一例として第１チャンバ２０に、Ｔｉ元素を含む第１反応ガスとＳｉ元素を含む第２反応ガスとを供給して、基板Ｗ、厳密には層間絶縁膜Ｉに形成されたコンタクトホールＦの内周にＴｉＳｉＸ膜を蒸着するＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップＳ１０を行う。ＴｉＳｉＸ膜の蒸着ステップＳ１０は、第１チャンバ２０の内部にプラズマを印加するプラズマＡＬＤ方式またはプラズマＣＶＤ方式で行われることが望ましい。
【００４９】
基板Ｗを移送チャンバ１０を介して他のチャンバ、例えば第２チャンバ３０に移送させた後、ＴｉＳｉＸ膜上にグルー層としてＴｉ薄膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップＳ２０を行う。もちろん、第１チャンバ２０でＴｉＳｉＸ膜にＴｉ膜を蒸着することもできる。
【００５０】
次いで、基板Ｗ上にＴｉＳｉＸ／Ｔｉ膜の蒸着ステップを経た後（Ｓ１０→Ｓ２０）、移送チャンバ１０を通じて後処理用の第４チャンバ５０に移送して、Ｈ元素を含む後処理ガスを基板上に噴射することによって、薄膜内の不純物含量を減らす後処理ステップＳ２５を行う。後処理ガスにＮ元素を含むガスをさらに含む場合、薄膜内の不純物含量を減らすと共に薄膜の上部表面を窒化させることができる。かかる後処理ステップＳ２５は、第４チャンバ５０の内部にプラズマを印加して行うことが望ましい。
【００５１】
ＴｉＳｉＸ薄膜を蒸着するための第１反応ガスとしてＴｉＣｌ４、ＴＥＭＡＴｉ、ＴＤＭＡＴｉからなる群から選択されたいずれか一つを使用し、第２反応ガスとしてＳｉＨ４、ＤＣＳからなる群から選択されたいずれか一つを使用する。また、ＴｉＳｉＸ薄膜は、チャンバＡの圧力が０．１〜１０Ｔｏｒｒ範囲に維持され、基板Ｗの温度が５５０℃以下に維持された状態で蒸着される。
【００５２】
また、ＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、パージガスを第１チャンバ２０に供給することによってパージを行うが、パージガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｎ２からなる群から選択される少なくとも一つまたは二つ以上の混合ガスを利用する。
【００５３】
次いで、基板Ｗを他のチャンバ、例えば第３チャンバ４０に移送させた後、Ｔｉ膜上にＴｉＮ膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップＳ３０を行う。
そして、ＴｉＮ膜に金属プラグＦを蒸着して配線Ｐを形成することによって、図１２に示した膜構造が完成される。
【００５４】
ここで、前記のＴｉＳｉＸ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する具体的実施例は、実質的に第１実施形態の実施例で説明されたものと類似しているので、それ以上の説明は省略する。
【００５５】
次に、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第３実施形態を、添付された図面を参照して説明する。
図１３は、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第３実施形態を行うクラスタータイプの薄膜蒸着装置の概略的な構成を示す。図１４は、本発明の薄膜蒸着方法の第３実施形態により、Ｔｉ及びＴｉＳｉＸ抵抗性の接触領域上にＴｉＮ膜が形成された膜構造を示す。
【００５６】
図１３に示すように、本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第３実施形態は、内部にロボットアーム１１が設置される移送チャンバ１０、移送チャンバ１０にクラスタータイプに設置されて内蔵された基板Ｗ上に薄膜を蒸着する複数個の第１チャンバから第３チャンバ２０、３０、５０、複数個の基板Ｗが積載されるＬＰＭ６５が設置される移送装置６０、及び移送チャンバ１０と移送装置６０とを連結させるロードロック７０を備えるクラスタータイプの薄膜蒸着装置でなされる。かかるクラスタータイプの薄膜蒸着装置を利用して、基板Ｗ上に抵抗性コンタクト及びバリヤーの役割を行う薄膜を蒸着する。
【００５７】
このために、まず、任意のチャンバ、一例では第１チャンバ２０に、Ｔｉ元素を含む第１反応ガスとＨ元素を含む第２反応ガスとを交互に供給して、基板Ｗ、厳密には層間絶縁膜Ｉに形成されたコンタクトホールＦの内周にＴｉ膜を蒸着するＴｉ膜の蒸着ステップＳ１００を行う。前記Ｔｉ膜の蒸着ステップＳ１００は、前記チャンバ２０の内部にプラズマを印加するプラズマＡＬＤ方式で行われる。
【００５８】
基板Ｗに別途の熱エネルギーを供給して、Ｓｉ下地膜とＴｉ膜との結合反応によりＴｉＳｉＸ抵抗性の接触領域を形成する熱エネルギー供給ステップＳ２００を同時または時差をおいて行う。
【００５９】
次いで、Ｔｉ膜の蒸着ステップＳ１００を経た後、移送チャンバ１０を通じて後処理用の第３チャンバ５０に移送して、Ｈ元素を含む後処理ガスを基板上に噴射することによって、薄膜内の不純物含量を減らす後処理ステップＳ２５０を行う。後処理ガスにＮ元素を含むガスをさらに含む場合、Ｔｉ膜内の不純物含量を減らすと共に薄膜の上部表面を窒化させることができる。かかる後処理ステップＳ２５０は、第３チャンバ５０の内部にプラズマを印加して行うことが望ましい。
【００６０】
ここで、Ｔｉ膜を蒸着するための第１反応ガスとしてＴｉＣｌ４、ＴＥＭＡＴｉ、ＴＤＭＡＴｉからなる群から選択されたいずれか一つを使用し、第２反応ガスとしてＨ２を使用する。また、Ｔｉ膜は、第１チャンバ２０の圧力が０．１〜１０Ｔｏｒｒ範囲に維持され、基板Ｗの温度が５５０℃以下に維持された状態で蒸着される。
【００６１】
また、Ｔｉ膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合、パージガスを第１チャンバ２０に供給することによってパージを行うが、パージガスとしては、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、Ｎ２からなる群から選択される少なくとも一つまたは二つ以上の混合ガスを利用する。
【００６２】
次いで、基板Ｗを移送チャンバ１０を介して他のチャンバ、例えば第２チャンバ３０に移送させた後、Ｔｉ及びＴｉＳｉＸ抵抗性の接触領域上にＴｉＮ膜を蒸着するＴｉＮ膜の蒸着ステップＳ３００を行う。
【００６３】
そして、ＴｉＮ膜に金属プラグＦを蒸着して配線Ｐを形成することによって、図１４に示した膜構造が完成される。
次に、前記のＴｉ膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する第３実施形態の実施例を説明する。
【００６４】
図１５は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第９実施例の工程シーケンスを示す。
図１５に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１実施例は、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、及び基板Ｗ上に第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２を同時に行い、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２が行われる間に、第１反応ガスパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉ膜を蒸着する。
【００６５】
図１６は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１０実施例の工程シーケンスを示す。
図１６に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１０実施例は、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、及び基板Ｗ上に第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２を同時に行い、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２が行われる間に、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉ膜を蒸着する。
【００６６】
第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａを含む。すなわち、第１０実施例が第９実施例と異なる点は、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われる第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａを含む点である。
【００６７】
図１７は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１１実施例の工程シーケンスを示す。
図１７に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１１実施例は、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、基板Ｗ上に第２反応ガスを連続的に噴射する第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２、及び基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を同時に行い、第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２が行われる間に、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉ膜を蒸着する。
【００６８】
第２反応ガスの連続フィーディングステップＳ１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａを含む。
【００６９】
また、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのインパルス以後に行われて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まると同時に終了されるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む。
【００７０】
すなわち、第１１実施例が第１０実施例と異なる点は、サイクルが行われる間に行われる少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を含み、その少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのインパルスステップＳ１２ａが終了されると同時に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まると同時に終了されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む点である。
【００７１】
図１８は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１２実施例の工程シーケンスを示す。
図１８に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１２実施例は、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１、基板Ｗ上に第２反応ガスを不連続的に噴射する第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２、及び基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を同時に行い、第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２が行われる間に、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、及び基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉ薄膜を蒸着する。
【００７２】
第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２は、第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ中に行われるものであって、第２反応ガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２反応ガスのインパルスステップＳ１１２ａ、及び第２反応ガスのインパルスステップＳ１１２ａ以後と次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まると同時に終了される第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂを含む。
【００７３】
また、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂと同時に行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む。
【００７４】
すなわち、第１２実施例が第１１実施例と異なる点は、第２反応ガスが不連続的にフィーディングされる第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２を含む点と、その第２反応ガスの不連続フィーディングステップＳ１１２は、第２反応ガスのインパルスステップＳ１１２ａ、及び第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂを有する点である。また、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第２反応ガスのフィーディング停止ステップＳ１１２ｂと同時に行われるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを有する点である。
【００７５】
図１９は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１３実施例の工程シーケンスを示す。
図１９に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１３実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復することによって、基板Ｗ上にＴｉ膜を蒸着する。
【００７６】
サイクルが反復される間に、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを印加するプラズマ印加ステップＳ１１１を行うが、プラズマ印加ステップＳ１１１は、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａの途中で始まっていて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まる前に終了される。
【００７７】
図２０は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１４実施例の工程シーケンスを示す。
図２０に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１４実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復し、そのサイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を行うことによって、基板Ｗ上にＴｉ膜を蒸着する。
【００７８】
サイクルが反復される間に、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを印加するプラズマ印加ステップＳ１１１を行うが、プラズマ印加ステップＳ１１１は、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａの途中で始まっていて、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´が始まる前に終了される。
【００７９】
ここで、少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップ１２ａが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射されるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む。
【００８０】
すなわち、第１４実施例が第１３実施例と異なる点は、サイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を含む点と、その少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップ１２ａ以前まで行われるパージガスのインパルスステップＳ１４ａを含む点である。
【００８１】
図２１は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１５実施例の工程シーケンスを示す。
図２１に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１５実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復し、そのサイクルが反復される間に、第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１を行うことによって、基板Ｗ上にＴｉ膜を蒸着する。
【００８２】
図２２は、図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１６実施例の工程シーケンスを示す。
図２２に示すように、第１チャンバ２０でＴｉ薄膜をプラズマＡＬＤ方式で蒸着する場合の第１６実施例は、第１反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ、基板Ｗに吸着されていない第１反応ガスをパージする第１反応ガスのパージステップＳ１３ｂ、第２反応ガスをパルス噴射でフィーディングする第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ、及び基板Ｗ上に吸着された第１反応ガスと反応しないか、または反応して生成された反応副産物をパージする第２反応ガスのパージステップＳ１２ｂから構成されるサイクルを反復し、そのサイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４、及び第１チャンバ２０に電源を供給して、第１チャンバ２０内にプラズマを連続的に印加するプラズマ連続印加ステップＳ１１を同時に行うことによって、基板Ｗ上にＴｉ膜を蒸着する。
【００８３】
少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａが始まるまで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第１パージガスのインパルスステップＳ１４ａ、及び第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ以後に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´以前まで行われるものであって、パージガスがその規定流量より多くインパルス噴射される第２パージガスのインパルスステップＳ１４ｂを含む。
【００８４】
すなわち、第１６実施例が第１５実施例と異なる点は、サイクルが反復される間に、基板Ｗ上に少量のパージガスを連続的に供給する少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４を含む点と、その少量パージガスの連続フィーディングステップＳ１４は、第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ以後に始まって、第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａが始まるまで行われる第１パージガスのインパルスステップＳ１４ａ、及び第２反応ガスのフィーディングステップＳ１２ａ以後に始まって、次のサイクルの第１反応ガスのフィーディングステップＳ１３ａ´以前まで行われる第２パージガスのインパルスステップＳ１４ｂを含む点である。
【００８５】
本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第３実施形態が第１実施形態及び第２実施形態と異なる克明な差異点は、第１実施形態及び第２実施形態では、抵抗性の接触領域としてＴｉＳｉＸ膜構造は、人為的な蒸着方法により形成されたものであり、第３実施形態では、ＴｉＳｉＸは、Ｓｉ下地膜とＴｉ蒸着膜との結合反応により形成されるものである。この場合、チャンバ、ジオメトリー及び具体的な工程条件によりそのＴｉＳｉＸ領域の厚さが左右されるが、基本的に十分な基板温度の形成は避けられない。したがって、第３実施形態での基板温度は、第１実施形態及び第２実施形態での基板温度よりその設定値が多少高くなってしまう。
【００８６】
本発明は、図面に示した実施形態を参考に説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲により決まらねばならない。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第１実施形態を行うクラスタータイプの薄膜蒸着装置の概略的な構成を示す平面図。
【図２】本発明の薄膜蒸着方法の第１実施形態により形成されたＴｉＳｉＸ／ＴｉＮ膜の断面図。
【図３】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第１実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図４】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第２実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図５】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第３実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図６】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第４実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図７】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第５実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図８】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第６実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図９】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第７実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図１０】図２において、ＴｉＳｉＸ膜を形成するための第８実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図１１】本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第２実施形態を行うクラスタータイプの薄膜蒸着装置の概略的な構成を示す平面図。
【図１２】本発明の薄膜蒸着方法の第２実施形態により形成されたＴｉＳｉＸ／Ｔｉ／ＴｉＮ膜の断面図。
【図１３】本発明によるインシチュ薄膜蒸着方法の第３実施形態を行うクラスタータイプの薄膜蒸着装置の概略的な構成を示す平面図。
【図１４】本発明の薄膜蒸着方法の第３実施形態により形成されたＴｉＮ膜の断面図。
【図１５】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第９実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図１６】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１０実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図１７】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１１実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図１８】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１２実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図１９】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１３実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図２０】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１４実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図２１】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１５実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【図２２】図１４において、Ｔｉ膜を形成するための第１６実施例の工程シーケンスを示す図面である。
【符号の説明】
【００８８】
１０…移送チャンバ
１１…ロボットアーム
２０，３０，４０，５０…チャンバ
６０…移送装置
６５…ＬＰＭ
７０…ロードロック
Ｉ…層間絶縁膜
ｗ…基板
【図１】
2006188751.tif 000003
【図２】
2006188751.tif 000004
【図３】
2006188751.tif 000005
【図４】
2006188751.tif 000006
【図５】
2006188751.tif 000007
【図６】
2006188751.tif 000008
【図７】
2006188751.tif 000009
【図８】
2006188751.tif 000010
【図９】
2006188751.tif 000011
【図１０】
2006188751.tif 000012
【図１１】
2006188751.tif 000013
【図１２】
2006188751.tif 000014
【図１３】
2006188751.tif 000015
【図１４】
2006188751.tif 000016
【図１５】
2006188751.tif 000017
【図１６】
2006188751.tif 000018
【図１７】
2006188751.tif 000019
【図１８】
2006188751.tif 000020
【図１９】
2006188751.tif 000021
【図２０】
2006188751.tif 000022
【図２１】
2006188751.tif 000023
【図２２】
2006188751.tif 000024